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Wie kann eine Frabe kühlen?

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  1. Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: wurstdings 16.04.21 - 12:45

    Das ist doch physikalisch unmöglich? Wie soll das gehen? Klar wenn 100% des Lichtes (inkl. Infrarot) reflektiert wird, dann findet keine Erwärmung durch die Sonne statt, aber wie soll da etwas kühlen? Warum benutzen wir dann noch Kühlschränke und nicht einfach weiße Kisten ohne Stromverbauch?

  2. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: Trollipop 16.04.21 - 12:50

    Ich glaube, dass der Artikel etwas 'vereinfacht' (nett ausgedrückt) ist.
    Realistischer ist, dass die die Oberfläche "nicht so schnell wie die Umgebung erwärmt", was ja auch schön ist, jedoch etwas anderes als "die Oberfläche wird gekühlt" (also kälter als sie vorher war).

    Es gab (hier?) mal einen Artikel über ein Metamaterial, das WIRKLICH einen Kühleffekt hatte: Es konnte (Infrarot?)strahlung (von der Rückseite/Innenseite des Gebäudes) in höherfrequente Strahlung passiv 'umwandeln' und abstrahlen. Die Frequenz war so gewählt, dass CO2 in der Atmosphäre die Strahlung nicht reflektierte (und die Strahlung wirklich ins Weltall abgegeben wurde). Damit wurden glaube ich 1-2C° Unterschied erreicht.

  3. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: keylox 16.04.21 - 12:53

    Erster Hauptsatz der Thermodynamik (Früher auch Energieerhaltungssatz)

    Definition: Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt die Energieerhaltung in thermodynamischen Systemen. Er sagt aus, dass die Energie eines abgeschlossenen Systems konstant ist.

    Das geschlossene System (Haus, Kiste) hat eine ausgeglichene Energiebilanz mit "Normaler" Dämmung. Also, ohne zu heizen (Energie zuzuführen), bleibt die im System vorhandene Energie (Wärme) konstant, da ein Gleichgewicht zwischen abgegebener Energie (Wärmeabstrahlung) und aufgenommener Energie (Absorbtion) entsteht.
    Entfernt man die Absorbtion verschiebt sich die Energiebilanz zugunsten der Abstrahlung.
    Diesen Wert haben die Wissenschaftler auf 10kW je 92 qm berechnet.

    Keine Kühlung nach herkömmlichen Verständnis - da hast du recht :-)

  4. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: Codemonkey 16.04.21 - 13:44

    Fast, es ist natürlich weil Bariumsulfat auch im Mondgestein vorkommt welches bekannterweise inverse Infrarotstrahlen quasi Kühlstrahlen absondert.

    Weil Mondlicht ja kühlt.

    Muss man wissen.

  5. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: treysis 16.04.21 - 13:50

    wurstdings schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das ist doch physikalisch unmöglich? Wie soll das gehen? Klar wenn 100% des
    > Lichtes (inkl. Infrarot) reflektiert wird, dann findet keine Erwärmung
    > durch die Sonne statt, aber wie soll da etwas kühlen? Warum benutzen wir
    > dann noch Kühlschränke und nicht einfach weiße Kisten ohne Stromverbauch?

    Naja, Wärme kommt ja nur durch die konstante Zufuhr von Energie zustande, ansonsten würde alles bei -273,15 °C landen (0 K). Wenn du nun mit der weißen Farbe Wärmeeintrag durch Lichtstrahlung (größtmöglichst) verhinderst, dann ist das effektiv eine Kühlung.

  6. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: wurstdings 16.04.21 - 14:20

    treysis schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Naja, Wärme kommt ja nur durch die konstante Zufuhr von Energie zustande
    Nein, wenn mein Haus die gleiche Temperatur wie Außen hat, führt Wärmezufuhr zur Temperaturerhöhung und wenn ich nix zuführe bleibt die Temperatur konstant.
    > ansonsten würde alles bei -273,15 °C landen (0 K).
    Und wo geht die ganze Energie hin?
    > Wenn du nun mit der
    > weißen Farbe Wärmeeintrag durch Lichtstrahlung (größtmöglichst)
    > verhinderst, dann ist das effektiv eine Kühlung.
    Nee ganz sicher nicht, da sind die Erklärungen der anderen Nutzer hier deutlich logischer. Oder willst du mir erzählen das ein Kühlschrank in der Nacht keinen Strom braucht?

  7. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: wurstdings 16.04.21 - 14:26

    Codemonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Fast, es ist natürlich weil Bariumsulfat auch im Mondgestein vorkommt
    > welches bekannterweise inverse Infrarotstrahlen quasi Kühlstrahlen
    > absondert.
    Erzähl doch keinen Müll! Der Mond ist ein Eierkuchen, wenn darin Gestein wäre würde man sich die Zähne ausbeißen. Und außerem ist so ein Eierkuchen immer heiß, wenn er aus der Pfanne kommt.

    Lernt man denn heute garnix mehr in der Schule? ;) Als Nächstes erzählst du mir noch, die Mondlandung gab es wirklich ...

  8. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: treysis 16.04.21 - 14:33

    wurstdings schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > treysis schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Naja, Wärme kommt ja nur durch die konstante Zufuhr von Energie zustande
    > Nein, wenn mein Haus die gleiche Temperatur wie Außen hat, führt
    > Wärmezufuhr zur Temperaturerhöhung und wenn ich nix zuführe bleibt die
    > Temperatur konstant.

    Das meint ein thermodynamisches System, nicht dein Haus.

    > > ansonsten würde alles bei -273,15 °C landen (0 K).
    > Und wo geht die ganze Energie hin?

    Ins Universum oder so. Bis alle Teilchen sich irgendwann mal beruhigt haben und nicht mehr hin und her wackeln. Bin kein Astrophysiker und Thermodynamik ist ne Weile her.

    > > Wenn du nun mit der
    > > weißen Farbe Wärmeeintrag durch Lichtstrahlung (größtmöglichst)
    > > verhinderst, dann ist das effektiv eine Kühlung.
    > Nee ganz sicher nicht, da sind die Erklärungen der anderen Nutzer hier
    > deutlich logischer. Oder willst du mir erzählen das ein Kühlschrank in der
    > Nacht keinen Strom braucht?

    Es gibt natürlich auch noch Wärmeaustausch per Konvektion. Letztendlich ist das aber auch nur ein Austausch von Energie: die Warme Luft in deiner Wohnung bringt die Atome des Kühlschranks ebenfalls in Bewegung, woraufhin das langsam nach innen in den Kühlschrank wandert. Im Kühlschrank selbst hast du nun eine Wärmepumpe (ein Kühlschrank ist im Prinzip eine Klimaanlage), die dem Inneren des Kühlschranks Energie entzieht und diese draußen als Wärme wieder abgibt (der Kühlschrank selbst heizt also auch die Umgebung).

  9. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: Vanger 16.04.21 - 14:43

    wurstdings schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > treysis schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > ansonsten würde alles bei -273,15 °C landen (0 K).
    > Und wo geht die ganze Energie hin?

    Es gibt nicht nur den ersten Hauptsatz der Thermodynamik... Sie gleichen sich an - bis am Ende tatsächlich alles bei -273,15 °C landet.

    > > Wenn du nun mit der
    > > weißen Farbe Wärmeeintrag durch Lichtstrahlung (größtmöglichst)
    > > verhinderst, dann ist das effektiv eine Kühlung.
    > Nee ganz sicher nicht, da sind die Erklärungen der anderen Nutzer hier
    > deutlich logischer. Oder willst du mir erzählen das ein Kühlschrank in der
    > Nacht keinen Strom braucht?

    Das ist letztlich die gleiche - extrem vereinfachte - Erklärung. Weder diese, noch die anderen Erklärungen sind irgendwie besser als die anderen, sie versuchen letztendlich alle das gleiche zu beschreiben.

  10. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: treysis 16.04.21 - 14:59

    Vanger schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > wurstdings schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > treysis schrieb:
    > > > Wenn du nun mit der
    > > > weißen Farbe Wärmeeintrag durch Lichtstrahlung (größtmöglichst)
    > > > verhinderst, dann ist das effektiv eine Kühlung.
    > > Nee ganz sicher nicht, da sind die Erklärungen der anderen Nutzer hier
    > > deutlich logischer. Oder willst du mir erzählen das ein Kühlschrank in
    > der
    > > Nacht keinen Strom braucht?
    >
    > Das ist letztlich die gleiche - extrem vereinfachte - Erklärung. Weder
    > diese, noch die anderen Erklärungen sind irgendwie besser als die anderen,
    > sie versuchen letztendlich alle das gleiche zu beschreiben.

    Das war auch etwas zu verkürzt dargestellt. Eigentlich wollte ich noch schreiben:
    Eigentlich gibt es keine Kühlung. Es gibt (im Universum) nur Verhinderung von Erwärmung. Zumindest so nach den für uns im alltäglichen Leben relevanten Modellen.

  11. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: Codemonkey 16.04.21 - 15:00

    Klar gab es die Mondlandung!!!11

    Da der Mond nur 20km entfernt ist sind schon die Nazis da mit T-34 Panzern gelandet!

  12. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: Sil53r Surf3r 16.04.21 - 15:14

    Reichsflugscheiben ftw!

    "Und dann starten wir den Meteorblitzkrieg!" :D

  13. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: Hotohori 16.04.21 - 18:43

    wurstdings schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Codemonkey schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Fast, es ist natürlich weil Bariumsulfat auch im Mondgestein vorkommt
    > > welches bekannterweise inverse Infrarotstrahlen quasi Kühlstrahlen
    > > absondert.
    > Erzähl doch keinen Müll! Der Mond ist ein Eierkuchen, wenn darin Gestein
    > wäre würde man sich die Zähne ausbeißen. Und außerem ist so ein Eierkuchen
    > immer heiß, wenn er aus der Pfanne kommt.
    >
    > Lernt man denn heute garnix mehr in der Schule? ;) Als Nächstes erzählst du
    > mir noch, die Mondlandung gab es wirklich ...

    Das ist doch alles Käse. :P

  14. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: Tom01 16.04.21 - 19:09

    Codemonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Klar gab es die Mondlandung!!!11
    >
    > Da der Mond nur 20km entfernt ist sind schon die Nazis da mit T-34 Panzern
    > gelandet!

    T-34 sind aber russische Panzer.

  15. die richtigen optischen Eigenschaften können sehr wohl kühlen!!!

    Autor: randfee 17.04.21 - 01:02

    oh doch.. das kann sehr wohl gehen... ... Physiker/Optiker hier :P

    Optisch geht das sehr wohl. Kühlen heißt, mehr Wärme netto abtransportieren, nicht Licht ;-)
    Also muss der eine Teil der Gleichung halt sein, dass es durch Licht (der Sonne) möglichst kühl bleibt, sprich nicht absorbiert (Photonenergie wird in Wärme umgewandelt) sondern reflektiert. Weiß ist gut, denn wir haben es so definiert, dass die Sonne weißes Licht ist. Aber ein guter Spiegel reflektiert auch fast alles, weiß sieht etwas nur aus, wenn es möglichst alle Wellenlängen diffus streut, aber auch Streuung ist netto Reflektion, nur in alle Richtungen und es kann auch im inneren des Materials stattfinden, falls das darüberliegende transparent ist. Siehe Milch.

    Ok. dann kam über die Sonne keine Energie und ergo auch keine Wärme hinzu, im Gegensatz zu allen anderen Oberflächen in der Umgebung. Die Fläche bleibt also kühler als Flächen in der Umgebung. Die wärmere Umgebung gibt die Wärme aber auch ab per Wärmeleitung, an die Luft, den Boden, aber auch in Form von Wärmestrahlung (an die pösen Treibhausgasmoleküle und jeden Gegenstand der bei den infraroten Wärmestrahlungs-Wellenlängen absorbiert statt reflektiert).
    ein teilweise weiß lackiertes Stück Kupfer kühlt über Wärmeleitung auch ein den umbeschichteten Teil in der Sonne.

    Jetzt kommt aber der Kniff. Wenn man ganz clever ist kann man eine Oberfläche so bauen, dass sie sehr schwarz im Infraroten ist, Wärmestrahlung also gut absorbiert, aber auch gut emittiert. Wenn man das richtig anpasst, dann kann man auch in heißer Umgebung kühler bleiben als die Luft z.B., man muss nur einen Weg finden die Strahlung irgendwohin zu richten von wo weniger von der gleichen Wellenlänge zurückkommt .... und da gibt es was geiles....

    nehmt mal ein Pyrometer/Bolometer oder umgangssprachlich ein "Laser-Thermometer" und zielt auf den Himmel... ;-). Der absorbiert trotz Treibhausgasen halt nicht Ballzuviel, auch bei den 8-14µm Wellenlänge der Home-User Teile...

    Lange Rede kurzer Sinn, es gibt zwei Kühl-Effekte. Kälter bleiben in der Sonne und die Wärmestrahlung ins Weltall verklappen. Wie gut die Farbe das letzte jetzt macht... meine Einschätzung nicht gut, ich muss mir das Paper anschauen.

    Gerichtet geht das aber schon länger und besser, ist aber aufwändig. Man stelle sich die Technik so vor, man baut eine Infrarotlampe welche ihre Energie aus der Umgebungswärme zieht und leuchtet das "Licht" ins Weltall, dann ist es weg.
    Gibt auch ein Produkt dazu: skycoolsystems. (WTF, darf keinen Link posten)

    Kollegen von mir am Fraunhofer ISE in Freiburg arbeiten an ähnlichen Technologien, IR Strahlung nicht nur aus Gebäuden raus zu halten, sondern auch gut abzustrahlen... es kommt halt auf die Wellenlängen an...

  16. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: cruse 17.04.21 - 06:06

    wurstdings schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das ist doch physikalisch unmöglich? Wie soll das gehen? Klar wenn 100% des
    > Lichtes (inkl. Infrarot) reflektiert wird, dann findet keine Erwärmung
    > durch die Sonne statt, aber wie soll da etwas kühlen? Warum benutzen wir
    > dann noch Kühlschränke und nicht einfach weiße Kisten ohne Stromverbauch?

    Schwarze Kleidung kühlt bei leichtem Wind besser wie helle.
    Schwarze Kühlkörper kühlen (minimal) besser wie silberne.
    Find grad den erklärbär Wiki Eintrag nicht, aber der hier geht grob in die Richtung:
    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Schwarzer_K%C3%B6rper

    Die Kühlung findet statt, weil das normale Dach, welches sich ja aufheizt, sich nun nicht mehr aufheizt.
    Das kann man gegenrechnen.
    Du brauchst also weiterhin einen Kühlschrank für dein Eis ;-)

  17. Re: Wie kann eine Frabe kühlen?

    Autor: wurstdings 19.04.21 - 11:28

    cruse schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Schwarze Kleidung kühlt bei leichtem Wind besser wie helle.
    Hä?
    > Schwarze Kühlkörper kühlen (minimal) besser wie silberne.
    Wie soll das gehen?
    > de.m.wikipedia.org
    Das ist ein theoretischer schwarzer Körper, der macht nix kälter als seine Umgebung.
    > Die Kühlung findet statt, weil das normale Dach, welches sich ja aufheizt,
    > sich nun nicht mehr aufheizt.
    Das hört sich mehr danach an, dass keine Erwärmung stattfindet. Damit lässt sich natürlich ein Temperaturunterschied erreichen (abhängig von der Isolierung des Hauses) aber keine Kühlung. Das Haus wird dann nur langsamer erwärmt als seine Umgebung.

  18. Re: die richtigen optischen Eigenschaften können sehr wohl kühlen!!!

    Autor: wurstdings 19.04.21 - 12:43

    randfee schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Jetzt kommt aber der Kniff. Wenn man ganz clever ist kann man eine
    > Oberfläche so bauen, dass sie sehr schwarz im Infraroten ist,
    > Wärmestrahlung also gut absorbiert
    Aber bekommt man dann nicht auch 100% der Infrarotstrahlung unserer Sonne ins Haus, das müsste sich doch genau aufheben? Das würde dann nur in der Nacht kühlen oder verstehe ich das falsch?
    > Lange Rede kurzer Sinn, es gibt zwei Kühl-Effekte. Kälter bleiben in der
    > Sonne und die Wärmestrahlung ins Weltall verklappen. Wie gut die Farbe das
    > letzte jetzt macht... meine Einschätzung nicht gut, ich muss mir das Paper
    > anschauen.
    Ah ok, ich verstehe langsam, worauf ihr hinaus wollt. Die Meisten vergessen dabei nur die Erwärmung durch Konvektion und Wärmeleitung, die hört ja nicht auf einmal auf zu existieren. Aber sollte die Farbe es tatsächlich schaffen mehr zu emitieren als durch andere Wärmequellen eindringt, kann man damit tattsächlich kühlen. Halte ich aber für unrealistisch in einem Haus mit Fenstern und Türen.
    > Gibt auch ein Produkt dazu: skycoolsystems. (WTF, darf keinen Link
    > posten)
    Da scheint aber ne Wärmepumpe im Spiel zu sein?
    > Kollegen von mir am Fraunhofer ISE in Freiburg arbeiten an ähnlichen
    > Technologien, IR Strahlung nicht nur aus Gebäuden raus zu halten, sondern
    > auch gut abzustrahlen... es kommt halt auf die Wellenlängen an...
    Müsste dazu nicht die gesamte Wand/Dach aus diesem Material sein? Wenn dazwischen ne Wärmedämmung ist, kann die Spezialbeschichtung ja kaum Wärmestrahlung emmitieren. Und was macht man im Winter, einfach mehr heizen?

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